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Die vorliegende Erfindung betrifft ein raumtemperaturhärtendes Silikon-Polyester-Bindemittel mit hydrolysierbaren Alkoxysilylgruppen, Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung.
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Bindemittel für moderne Lacksysteme müssen eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen. So müssen sie auf der einen Seite bestimmte lacktechnische Eigenschaften wie Kratzfestigkeit, Deckvermögen und Wetterbeständigkeit aufweisen, andererseits soll eine gute Verarbeitbarkeit, eine wirtschaftliche Herstellung und die Erfüllung gesetzlicher Auflagen gewährleistet sein.
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EP 0274112 beschreibt ein Silan-modifiziertes Bindemittel auf Basis von Polyacrylatharzen zur Herstellung von Überzugsmassen. Nachteil der dort beschriebenen Bindemittel ist, dass diese bei ausreichend niedrigen VOC-Werten (Volatile Organic Compound) häufig nicht mehr das gewünschte Eigenschaftsprofil besitzen, beispielsweise keine ausreichende Wetterbeständigkeit sowie Chemikalienbeständigkeit.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung verbesserter Bindemittel, die zur Bereitstellung langlebiger Beschichtungen eingesetzt werden können.
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Die oben genannte komplexe Aufgabe wird durch Bindemittel gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst.
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Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Bindemittel auf Basis eines Alkoxy- und/oder Silanol-funktionellen Polysiloxans A), einer oder mehrerer Di- oder Polycarbonsäuren B) und einem oder mehreren Di- oder Polyolen C), ein oder mehreren Di- oder Polyisocyanaten und ein oder mehreren Aminosilanen D1) oder ein oder mehreren Isocyanatsilanen D2), wobei die Bestandteile A) bis D1) oder D2) im Bindemittel miteinander kondensiert vorliegen.
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Die genannten Bindemittel sind erhältlich durch Polykondensation sowie Polyaddition der oben genannten Bestandteile A) bis D1) bzw. D2), so dass sich erfindungsgemäß zwei Alternativen ergeben. Die erfindungsgemäßen Bindemittel bestehen bei Einsatz von Komponente D1) aus fünf Bestandteilen, bei Einsatz von Komponente D2) aus vier Bestandteilen. Aus den vorab genannten Komponenten wird das erfindungsgemäße Bindemittel hergestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Bindemittel handelt es sich um ein Silikon-Polyester-Hybrid-Bindemittel mit Alkoxysilyl-Funktionalität. Der Begriff Silikon-Polyester-Hybrid Bindemittel ist definiert als Zusammensetzung aus einem alkoxy- oder silanolfunktionellem verzweigtem Polysiloxan, welches über Si-O-C oder Si-C Verknüpfungen mit organischen Gruppen oder Harzen verbunden ist. Die chemische Anbindung der organischen Bausteine wie z. B. ein- oder mehrwertige Alkohol/Polyole über die Alkoxy- oder Silanolgruppen des Polysiloxans erfolgt unter Ausbildung einer Si-O-C Bindung.
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Die erfindungsgemäßen Bindemittel haben den Vorteil, dass Bindemittel bereitgestellt werden, die die Nachteile des Standes der Technik überwinden. Insbesondere zeichnen sich die erfindungsgemäßen Bindemittel durch niedrige VOC-Werte von weniger als 250 g/L im Lack aus. Weiterhin führen die erfindungsgemäßen Bindemittel bei Einsatz in Beschichtungen zu einer Erhöhung der Langlebigkeit, einem erhöhten Korrosionsschutz und einer erhöhten chemischen Beständigkeit der erzielten Beschichtungen.
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Bestandteil A) sind Alkoxy- und/oder Silanol-funktionelle Polysiloxane. Vorzugsweise handelt es sich bei Komponente A) um nichtlineare, verzweigte, Alkoxy-funktionelle und/oder Silanol-funktionelle Polysiloxane, bevorzugt jene der allgemeinen Formel 1,
worin R
1 unabhängig voneinander Alkyl-, Aryl- oder Alkoxygruppen, Hydroxy- oder -OSi(R
3)
3-Gruppen sind, wobei R
3 unabhängig voneinander Alkyl-, Aryl-, Alkoxygruppen, Hydroxy oder -OSi(R
3)
3-Gruppen sein können,
und wobei R
2 unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkylgruppen oder Arylgruppen sein können, bevorzugt Alkylgruppen, ganz besonders bevorzugt Methylgruppen oder Ethylgruppen, und n > 1 ist. Insbesondere ist n in Formel 1 so ausgewählt, dass, je nach Art der ausgewählten Gruppen R
1, R
2 und gegebenenfalls R
3, das Molekulargewicht Mn des alkoxyfunktionellen und/oder Silanol-funktionellen Polysiloxans zwischen 300 bis 5100 g/mol, vorzugweise 400 bis 3000 g/mol, ganz besonders bevorzugt 450 bis 1800 g/mol ist.
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Im Falle von Alkylgruppen handelt es sich vorzugsweise um lineare oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 18 C-Atomen, insbesondere handelt es sich um Methylgruppen.
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Im Falle von Arylgruppen handelt es sich vorzugsweise um Arylgruppen mit 6 bis 18 C-Atomen, insbesondere handelt es sich um Phenylgruppen.
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Im Falle von Alkoxygruppen handelt es sich vorzugsweise um lineare oder verzweigte Alkoxygruppen mit 1 bis 18 C-Atomen, insbesondere handelt es sich um Methoxygruppen oder Ethoxygruppen.
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In Formel 1 ist n > 1, das heißt das alkoxyfunktionelle und/oder Silanol-funktionelle Polysiloxan weist mindestens zwei -Si(R1)2-O-Einheiten gemäß Formel 1 auf. In diesem Falle sind die Reste R1 sowohl innerhalb als auch zwischen den einzelnen -Si(R1)2-O-Einheiten unabhängig voneinander aus den vorab genannten Gruppen wählbar, können also in beliebiger Art und Weise miteinander kombiniert werden.
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Somit handelt es sich bei den bevorzugt eingesetzten Alkoxy-funktionellen und/oder Silanol-funktionellen Polysiloxanen gemäß Formel 1 um Phenyl-Methylpolysiloxane, wobei methoxyfunktionelle oder ethoxyfunktionelle Phenyl-Methylpolysiloxane insbesondere bevorzugt sind. Die Alkoxy-funktionellen und/oder Silanol-funktionellen Polysiloxane gemäß Formel 1 enthalten bevorzugt ungefähr 4 bis 70 Siliziumatome.
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Die Alkoxy-funktionellen und/oder Silanol-funktionellen Polysiloxane gemäß Formel 1 können somit folgende Strukturelemente enthalten:
M, MOR, D, DOR, T, TOR und Q, wobei:
M = [(R4)3SiO1/2]
D = [(R4)2SiO2/2]
T = [(R4)SiO3/2]
Q = [SiO4/2]
MOR = [(R5)3-m(R4)mSiO1/2]
DOR = [(R5)2-p(R4)pSiO2/2]
TOR = [(R5)SiO3/2] oder [(R4)SiO3/2],
mit R5 = aliphatischer oder aromatischer Alkoxyrest mit bis zu 18 C-Atomen oder Hydroxy, bevorzugt Methoxy oder Ethoxy,
R4 = aliphatischer oder aromatischer Alkyl- oder Arylrest mit bis zu 18 C-Atomen, bevorzugt Phenyl oder Methyl,
m = 0, 1, 2 oder 3
und p = 0, 1 oder 2.
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Der Alkoxygehalt der Alkoxy- und/oder Silanol-funktionellen Polysiloxane ist zwischen 5 und 30 Gew.-%, bevorzugt zwischen 8 und 25 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zwischen 10 und 20 Gew.-%.
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Als Komponente B) werden Di- oder Polycarbonsäuren eingesetzt, insbesondere aromatische, aliphatische oder cycloaliphatische Di- oder Polycarbonsäuren und ihre Derivate. wie z. B. Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Adipinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Bernsteinsäureanhydrid, Hexyhydrophthalsäureanhydrid, Methylhexahydrophthalsäureanhydrid Dimethylterephthalat, Naphthalindicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Hexahydrophthalsäure, Bernsteinäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sebazinsäure, Azelainsäure, 1,12-Dodecandicarbonsäure und 1,14-Tetradecandicarbonsäure, sowie deren Diester und Anhydride.
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Bevorzugt werden Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthalsäure bzw. Dimethylterephtalat, Adipinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Bernsteinsäureanhydrid, Hexyhydrophthalsäureanhydrid, Methylhexahydrophthalsäureanhydrid als Komponente B) eingesetzt.
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Als Komponente C) dienen Di- oder Polyole, insbesondere aliphatische Polyole wie z. B. Ethylenglykol, Propandiole [1,2- und 1,3], Butandiol-1,4; Hexandiol-1,6; Neopentylglykol und andere Neodiole (Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester; Trimethylpendandiol; Polyetherpolyole). Als mehrwertige Alkohole können z. B. Trimethylolpropan; Pentaerythritol; Di-Trimethylolpropan und andere eingesetzt werden. Als Beispiel für cycloaliphatische Polyole können Perhydrobisphenol A; Dimethylolcyclohexan und 3(4),8(9)-Dihydroxymethyl-tricyclo[5.2.1.02.6]decan (TCD-Alkohol-DM) eingesetzt werden.
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Darüber hinaus können als Komponente B) und C) auch Monocarbonsäuren und Monoalkohole zur Steuerung der Polykondensation zugesetzt sein. Geeignete Monocarbonsäuren sind beispielsweise Benzoesäure, Isononansäure, 2-Ethylhexansäure, Versaticsäure oder gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren, geeignete Monoalkohole sind z. B. 1-Octanol, Dodecanol, Hexadecanol, 2-Ethylhexanol, 2-Octyldodecan-1-ol.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Bindemittel aus einem Alkoxy- und/oder Silanol-funktionellen Polysiloxan A), einer oder mehrerer Di- oder Polycarbonsäuren B) und einem oder mehreren Di- oder Polyolen C), sowie ein oder mehreren Di- oder Polyisocyanaten und ein oder mehrere Aminosilanen D1) aufgebaut. Auf diese Weise wird ein Silikon-Polyester-Hybrid Harz bereitgestellt, welches bei Raumtemperatur hydrolysierbare Alkoxysilyl-Gruppen aufweist. Aus den Komponenten A) bis C) wird hierbei ein OH-funktionelles Silikon-Polyester-Hybrid Harz gebildet, das mit den ebenfalls anwesenden Di- oder Polyisocyanaten und Aminosilanen zum erfindungsgemäßen Bindemittel reagiert. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Bindemittel bei Einsatz von Isophorondiisocyanat und N-(3-Trialkoxysilylpropan-1yl-)-N-n-alkylamin als Komponente D1) vereinfacht mit der allgemeinen Formel 2 beschrieben werden: Formel 2
![Figure DE102013218981A1_0002](https://patentimages.storage.googleapis.com/0b/65/de/79a92a3bd98a16/DE102013218981A1_0002.png)
worin R1 die Verknüpfung zum hydroxyfunktionellen Silikon-Polyester-Hybrid Harz beschreibt, R2 unabhängig voneinander Alkyl, Aryl oder Alkoxysilylalkyl sein kann und R3 Alkylgruppen, bevorzugt Methyl- oder Ethyl-Gruppen, sind.
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Geeignete Di- und/oder Polyisocyanate als Komponente D1) sind bevorzugt an sich bekannte substituierte oder unsubstituierte aromatische, aliphatische, cycloaliphatische und/oder heterocyclische Polyisocyanate. Beispiele für bevorzugte Di- und / oder Polyisocyanate sind 2,4-Toluoldiisocyanat, 2,6-Toluoldiisocyanat, Diphenylmethan-4,4‘-diphenylendiisocyanat, Diphenylmethan-2,4‘-diisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat (Vestanat® IPDI), Dicyclohexylmethyldiisocyanat (Vestanat® H12MDI). Weiterhin bevorzugte Polyisocyanate sind die Biuret-Dimere und die Isocyanurat-Trimere der vorgenannten Diisocyanate.
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Besonders bevorzugte Polyisocyanate sind Hexamethylen-1,6-diisocyanat, Isophorondiisocyanat und Dicyclohexylmethyldiisocyanat, deren Biuret-Dimere und/oder Isocyanurat-Trimere.
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Bevorzugte Aminosilane in Komponenten D1) sind Bis(3-propyltrimethoxysilyl)amin, Bis(3-propyltriethoxysilyl)amin, Aminopropyltrimethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, N-(n-butyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropylmethyldiethoxysilan. Entsprechende Aminosilane sind beispielsweise unter den Namen DYNASYLAN® der Firma Evonik Industries AG bzw. Silquest™ der Firma Momentive verfügbar.
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In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Bindemittel aus einem Alkoxy- und/oder Silanol-funktionellen Polysiloxan A), einer oder mehrerer Di- oder Polycarbonsäuren B) und einem oder mehreren Di- oder Polyolen C) sowie ein oder mehreren Isocyanatsilanen D2) aufgebaut. Auch auf diese Weise wird ein Silikon-Polyester-Hybrid Harz, welches bei Raumtemperatur hydrolysierbare Alkoxysilyl-Gruppen aufweist, bereitgestellt. Aus den Komponenten A) bis C) wird wiederum ein OH-funktionelles Silikon-Polyester-Hybrid Harz gebildet, das mit den Isocyanatsilanen zum erfindungsgemäßen Bindemittel reagiert. Beispielsweise kann das alternative erfindungsgemäße Bindemittel bei Einsatz von 3-Isocyanatpropyltrialkoxysilan als Komponente D2) vereinfacht mit der allgemeinen Formel 3 beschrieben werden:
worin R1 die Verknüpfung zum hydroxyfunktionellen Silikon-Polyester-Hybrid Harz beschreibt und R2 Alkylgruppen, bevorzugt Methyl- oder Ethyl-Gruppen sind.
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Bevorzugte Isocyanatsilane als Komponente D2) sind 3-Isocyanatpropyltrimethoxysilan (Vestanat® EP-IPMS von Evonik Industries AG) oder 3-Isocyanatpropyltriethoxysilan. Bei bevorzugtem Einsatz solcher Isocyanatsilane kann direkt die Modifizierung zu einem silyltrialkoxyfunktionellem Silikon-Polyester erfolgen.
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Das erfindungsgemäße Bindemittel setzt sich in Summe zusammen aus einer Siloxankomponente A) und einer Polyesterkomponente aus B) und C) und entweder aus einer Isocyanat-Komponente und einer Aminosilan Komponente D1) oder einer Isocanatsilanverbindung D2). Insbesondere bevorzugt setzt sich das erfindungsgemäße Bindemittel zusammen aus 10 bis 50 Gew.-% Komponente A) und 50–90 Gew.-% einer Kombination aus der Polyesterkomponente B) und C) und der Isocyanatkomponente aus D1) oder D2), bezogen auf den Festkörpergehalt der Bindemittel. Das Gewichtsverhältnis von Komponente A) zu dem Polyesterbestandteil aus den Komponenten B) und C) beträgt insbesondere 1:9 bis 9:1, bevorzugt 3:7 bis 7:3. Der Anteil eines Monoalkohols oder einer Monocarbonsäure beträgt insbesondere 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aller Komponenten. Die genannten Gewichtsanteile betragen in Summe 100 Gew.-%. Die Gewichtsverhältnisse der Di- oder Polyisocyanate-Komponente und der Aminosilane in Komponente D1) liegen bei dem Di- oder Polyisocyanat zwischen 10–50 Gew.-%, bezogen auf Polyesterfestharz, bevorzugt bei 20–40 Gew.-%, besonders bevorzugt bei 25–35 Gew-%. Der Anteil der Aminosilane in Komponente D1) berechnet sich stöchiometrisch auf die zur weiteren Umsetzung vorhandenen freien Isocyanat-Gruppen und liegt somit in einem Bereich von 20–80 Gew-%. Der Anteil der Isocyanatsilan-Komponente D2) liegt zwischen 5–50 Gew.-%, bezogen auf Polyesterfestharz, bevorzugt bei 20–40 Gew.-%, besonders bevorzugt bei 25–35 Gew.-%.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei in einem ersten Schritt ein Alkoxy- und/oder Silanol-funktionelles Polysiloxan A), ein oder mehrere Di- oder Polycarbonsäuren B), und ein oder mehrere Di- oder Polyole C) miteinander unter Bildung eines Silikon-Polyester-Hybrid Harz umgesetzt werden, und in einem zweiten Schritt das im ersten Schritt erhaltene Silikon-Polyester-Hybrid Harz mit ein oder mehreren Di- oder Polyisocyanaten und ein oder mehreren Aminosilanen D1) oder ein oder mehreren Isocyanatsilanen D2) umgesetzt wird.
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In dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Bildung eines Silikon-Polyester-Hybrid Harzes. Dieser Verfahrensschritt erfolgt vorzugsweise in einer sogenannten „Einstopfsynthese“ bei Temperaturen von 80–260 °C, vorzugsweise bei 180–230 °C, das heißt die vorab genannten Komponenten A) bis C) werden bei den genannten Temperaturen miteinander umgesetzt.
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Zusätzlich kann bei der Polykondensationsreaktion der Komponenten A) bis C) ein Veresterungskatalysator, wie z. B. Lewis Säuren, Säuren oder Basen eingesetzt werden. Typische Katalysatoren sind Organotitan- oder -zinnverbindungen wie Tetrabutyltitanat oder Dibutylzinnoxid. Denkbar sind auch Katalysatoren, die auf anderen Metallen wie z. B. Zink oder Antimon basieren sowie metallfreie Veresterungskatalysatoren. Die Menge des zugesetzten Katalysators beträgt in der Regel 0,01 bis 1,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten A) bis C).
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Während der Polykondensationsreaktion werden das entstehende Wasser sowie der Alkohol vollständig abdestilliert. Dies kann beispielsweise durch azeotrope Destillation erfolgen. Die erfindungsgemäße Polykondensationsreaktion wird solange durchgeführt bis die angestrebten Werte für Hydroxy- und Säurezahl erreicht sind. Das erhaltene lösemittelfreie Polykondensationsprodukt stellt eine hochviskose, klebrige oder feste Masse dar, die je nach Zusammensetzung unterschiedliche Viskositäten, Hydroxylzahlen und Säurezahlen aufweist.
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Die gewünschte OH-Zahl für das Silikon-Polyester-Hybrid Harz liegt im Bereich von 50 bis 300 mg KOH/g, vorzugsweise im Bereich von 80 bis 230 mg KOH/g. Die Bestimmung der OH-Zahl erfolgt titrimetrisch. Die Probe wird mit Essigsäureanhydrid in Gegenwart von Pyridin acetyliert. Pro Hydroxylgruppe entsteht ein Mol Essigsäure; während das überschüssige Essigsäureanhydrid zwei Mol Essigsäure liefert. Der Verbrauch an Essigsäure wird titrimetrisch aus der Differenz zwischen Haupt- und einem parallel durchzuführenden Blindwert ermittelt. Unter Berücksichtigung der verbrauchten ml 0,5 n Kalilauge im Haupt- und Blindversuch sowie der Säurezahl der Probe und der Einwaage, wird die Hydroxylzahl errechnet. OHZ = (b – a) × 28,05 / E + SZ
- a
- = verbrauchte ml 0,5 n Kalilauge im Hauptversuch
- b
- = verbrauchte ml 0,5 n Kalilauge im Blindversuch
- E
- = Einwaage in g
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Die gewünschte Säurezahl für Silikon-Polyester-Hybrid Harz liegt im Bereich von 0,1 bis 20 mg KOH/g, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10 mg KOH/g, ganz besonders bevorzugt 1,5 bis 7 mg KOH/g. Die Bestimmung der Säurezahl erfolgt ebenfalls tritrimetrisch. Die Säurezahl gibt an wie viel mg KOH notwendig ist, um die in 1 g Fettsäure enthaltenen freien Fettsäuren zu neutralisieren. Eine geeignete Einwaage wird in ein Becherglas eingewogen, in ca.100 ml neutralisiertem Ethanol gelöst und mit Natronlauge potentiometrisch bis zum Endpunkt titriert. Die Auswertung der Säurezahl wird wie folgt bestimmt: SZ[mgKOH/g] = V × 56.1 × n × f / E
- V
- = Verbrauch Titrant (ml)
- n
- = Normalität Titrant
- MW
- = Molare Masse der Säure
- E
- = Einwaage Probe (g)
- f
- = Faktor Titrant
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Die Polykondensation wird mit oder ohne Lösungsmittel, bevorzugt in Abwesenheit von Lösemitteln durchgeführt.
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Je nach Viskosität kann mittels geeigneter Lösemittel wie zum Beispiel n-Butylacetat, aromatischen oder nichtaromatischen Lösungsmitteln oder anderen Lösemitteln der Festkörpergehalt eingestellt werden. Bevorzugte Lösemittel sind insbesondere: Glykolether, wie Ethylenglykoldimethylether, Glykoletherester, Ester wie Butylglykolacetat, 3-Methoxy-n-butylacetat, Butylacetat, Ethoxypropylacetat, Ketone wie Methylethylketon, Methylisobutylketon, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Xylol, Solvesso 100 und Shellsol A. Besonders geeignet ist Butylacetat. Bevorzugt ist ein Festkörpergehalt von > 70 Gew.-% besonders bevorzugt > 75 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt > 85 Gew.-%.
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Die Molekulargewichte Mn des Silikon-Polyester-Hybrid Harzes liegen zwischen 700 bis 8000 g/mol, bevorzugt 800 bis 4000 g/mol.
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In einem weiteren erfindungsgemäßen Schritt erfolgt die Umsetzung des Silikon-Polyester-Hybrid Harzes mit ein oder mehreren Di- oder Polyisocyanaten und ein oder mehrere Aminosilanen D1) oder ein oder mehreren Isocyanatsilanen D2). Die Umsetzung des Silikon-Polyester-Hybrid Harzes mit einem Di- oder Polyisocyanat und einem Aminosilan D1) erfolgt vorzugsweise wiederum in einem Zwei-Stufen-Prozess. In dem ersten Schritt erfolgt die Umsetzung des Di- oder Polyisocyanats mit den OH-Gruppen aus dem Silikon-Polyester-Hybrid Harz, wobei die Reaktionsbedingungen so gewählt werden, dass für die weitere Umsetzung mit Aminosilan genügend NCO-Gruppen übrig bleiben. Die Umsetzung des OH-funktionellen Silikon-Polyesters mit dem Di- oder Polyisocyanat kann mit geeigneten Katalysatoren, die dem Fachmann hinreichend bekannt sind, bei Reaktionstemperaturen von Raumtemperatur bis 80 °C erfolgen. Nachfolgend seien einige Katalysatoren exemplarisch genannt: Zinn-Verbindungen wie Zinndiacetat, Zinndioctoat, Dibutylzinnlaurat. Des Weiteren können auch Bismutkatalysatoren, z. B. der sogenannten Borchi-Katalysatoren eingesetzt werden. Darüber hinaus eignen sich auch Aminstrukturen wie z. B. DABCO (1,4-Diazobicyclo[2,2 2]octan). Die weitere Umsetzung mit dem Aminosilan zum siliylalkoxy-funktionellem Silikon-Polyester-Hybrid Harz erfolgt ohne weitere Katalyse.
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Beim Einsatz von Isocyanatsilanen D2) kann die Polyaddition direkt mit den oben beispielhaft genannten Katalysatoren in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 80 °C zum silylalkoxy-funktionellem Silikon-Polyester-Hybrid Harz erfolgen.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Bindemittel in Beschichtungen. Beschichtungen enthaltend die erfindungsgemäßen Bindemittel sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Das erfindungsgemäße alkoxysilyl-funktionelle Bindemittel wird insbesondere zur Herstellung von 1-komponentigen Beschichtungen eingesetzt, insbesondere für Decklacke, Korrosionsschutzlacke, hier insbesondere im Schiffsbau oder für allgemeine Industrielacke wie zum Beispiel für Landmaschinen und Baumaschinen.
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Weitere geeignete Einsatzgebiete sind Schutzlacke für Offshore-Bohrinseln oder Brücken. Insbesondere eignen sich die erfindungsgemäßen Bindemittel für Ultra-high-solid-Decklacke mit hoher Wetterstabilität sowie hoher Chemikalienbeständigkeit gegen Säuren, Basen, Kerosin, Benzin, Diesel oder Skydrol.
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Die Aushärtung solcher Bindemittel erfolgt bei Anwesenheit von Luftfeuchtigkeit mit geeigneten Katalysatoren, in der Regel bei Raumtemperatur unter Hydrolyse und Kondensation der Alkoxysilylgruppen. Katalysatoren, die die Aushärtung von Alkoxysilylgruppen fördern sind dem Fachmann hinreichend bekannt. Nachfolgend seien exemplarisch genannt: Zinn-Verbindungen wie Zinndiacetat, Zinndioctoat, Dibutylzinndiacetylacetonat, Dibutylzinndilaurat, Zinn Tetraacetat, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndioctoat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndioleat, Dimethoxydibutylzinn, Dimetylzinn, Dibutylzinnbenzylmaleat, Bis (triethoxysiloxy)dibutylzinn, Diphenylzinndiacetat, Titanverbindungen, wie Tetraethoxy-titan, Tetra-n-propoxy-titan, Tetra-i-propoxy-titan, Tetra-n-butoxytitan, Tetra-i-butoxytitan, Tetrakis-(2-ethylhexoxy)titan, Di-i-propoxy-bis (ethylacetoacetat)titan, Dipropoxy-bis-(acetylacetonat)-titan, Di-i-propoxy-bis-(acetylacetonat)-titan, Dibutoxy-bis-(acetylacetonat)-titan, Tri-i-acetat-propoxyallyltitan, Isopropoxyoctylenglycol- oder Bis(acetylacetonat)-titanoxid, Metallo aliphatischen Verbindungen, wie Bleidiacetat, Blei-di-2-ethylhexanoat, Bleidineodecanoat, Bleitetraacetat, Bleitetrapropionat, Zinkacetylacetonat, Zink-2-ethylcaproat, Zink-diacetat, Bis-(2 -Ethylhexansäure)-Zink, Zink-Dineodecanoat, Zink-diundecenoat, Zinkdimethacrylat, Tetrakis-(2-Ethylhexansäure)-zirkoniumdichlorid, Tetrakis-(Methacrylsäure)-zirkoniumdichlorid, Kobalt-diacetat. Des Weiteren können auch Bismutkatalysatoren, z. B. der sogenannte Borchi-Katalysator, Eisen(II)- und Eisen(III)-Verbindungen, z. B. Eisen(III)-acetylacetonat oder Eisen-diacetat, Aluminiumverbindungen, z. B. Aluminiumacetylacetonat, Calcium-verbindungen, z. B. Calciumethylendiamintetraacetat, Magnesiumverbindungen, z. B. Magnesiumethylendiamin-tetraacetat als Katalysatoren eingesetzt werden.
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Darüber hinaus eignen sich auch Aminstrukturen, z. B. Triethylamin, Tributylamin, Aminopropyltrimethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan, Tetramethylguanidin oder 1,8-Diazabicyclo[5.4.0.]-7-undecen, 1,4-Diazabicyclo[2, 2, 2]octan, 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en, 1,5-Diazabicyclo-[4.3.0]non-5-en, N,N-Bis-(N,N-dimethyl-2-aminoethyl)-methylamin, N,N-Dimethylcyclohexylamin, N,N-Dimethylphenylamin oder N-Ethylmorpholin. Ebenfalls katalytisch aktiv sind Tetraalkylammoniumverbindungen, wie N,N,N-Trimethyl-N-2-hydroxypropylammoniumhydroxid, N,N,N-Trimethyl-N-2-hydroxypropylammonium-2-ethylhexanoat oder Cholin-2-ethylhexanoat. Auch organische oder anorganische Brönstedsäuren wie Methansulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure, 1-Naphthalinsulfonsäure, Camphersulfonsäure, Essigsäure, Trifluoressigsäure oder Benzoylchlorid, Salzsäure, Phoshorsäure, deren Mono- und/oder Diester, wie z. B. Butylphosphat, (Iso-)Propylphosphat, Dibutylphosphat etc., sind als Katalysatoren geeignet. Auch anorganische und organische Brönstedbasen wie z. B. Natriumhydroxid, Tetramethylammoniumhydroxid, Kaliumhydroxid, oder Tetrabutylammoniumhydroxid sind als Katalysatoren geeignet. Selbstverständlich können auch Kombinationen mehrerer Katalysatoren eingesetzt werden.
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Auch sind sogenannte photolatente Basen als Vernetzungskatalysatoren bekannt, wie sie in der
WO 2005/100482 beschrieben sind. Unter photolatenten Basen sind vorzugsweise organische Basen mit einem oder mehreren basischen Stickstoffatomen zu verstehen, die zunächst in einer blockierten Form vorliegen und erst nach Bestrahlung mit UV-Licht, sichtbarem Licht oder IR-Strahlung durch Spaltung des Moleküls die basische Form freisetzen.
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Auch katalytisch aktiv sind Katalysatoren, welche von der Firma Du Pont unter der Handelsbezeichnung Tyzor® vertrieben werden. Gleiches gilt für Katalysatoren des Typs Kenreact® (Kenrich), Borchi Kat® (Borchers) bzw. K-Cure® / Nacure® (King Industries).
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Auch ohne weitere Ausführungen wird davon ausgegangen, dass ein Fachmann die obige Beschreibung im weitesten Umfang nutzen kann. Die bevorzugten Ausführungsformen und Beispiele sind deswegen lediglich als beschreibende, keinesfalls als in irgendeiner Weise limitierende Offenbarung aufzufassen. Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. Alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in analoger Weise erhältlich.
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Beispiele:
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden neben den bereits vorab genannten Meßmethoden folgende Methoden verwendet:
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a) Viskosität, bestimmt mit Spindelviskosimeter Brookfield LV-DV-I+
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Die Bestimmung der Viskositäten erfolgte mittels eines Spindelviskosimeter Typ Brookfield LV-DV-I+. Brookfield-Viskosimeter sind Rotationsviskosimeter mit definierten Spindelsätzen als Rotationskörper. Bei den verwendeten Rotationskörpern handelte es sich um einen LV-Spindelsatz. Aufgrund der Temperaturanhängigkeit der Viskosität wurde die Temperaturen von Viskosimeter und Messflüssigkeit während der Messung auf +/–0,5 °C genau konstant gehalten. Weitere verwendete Materialien neben dem LV-Spindelsatz waren ein thermostatisierbares Wasserbad, ein Thermometer 0–100 °C (Skalenteile 1 °C bzw. kleiner) und ein Zeitmessgerät (Skalenwerte nicht größer als 0,1 Sekunden). Zur Messung wurden 100 ml der Probe in eine Weithalsflasche gefüllt; temperiert und luftblasenfrei vermessen, nachdem eine vorherige Kalibrierung erfolgt war. Zur Bestimmung der Viskosität wurde das Viskosimeter so zur Probe positioniert, dass die Spindel bis zur Markierung im Produkt eintaucht. Die Messung wird mit Hilfe der Starttaste ausgelöst, wobei darauf geachtet wurde, dass die Messung im günstigen Messbereich von 50 % (+/–20 %) des maximal messbaren Drehmoments erfolgte. Das Ergebnis der Messung wurde am Display des Viskosimeters in mPas ausgegeben, wobei die Division durch die Dichte (g/ml) die Viskosität in mm2/s liefert.
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b) Bestimmung des Gehaltes an nichtflüchtigen Anteilen (Festkörperbestimmung)
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Die Bestimmung des Gehaltes an nichtflüchtigen Anteilen erfolgt gemäß DIN EN ISO 3251:2008, wobei im Rahmen der vorliegenden Erfindung für die Bestimmung des Festkörpers die Prüfung für 60 Minuten bei 125 °C durchgeführt wird.
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c) Trockenzeitmessungen
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Zur Beurteilung der katalytischen Aktivität von Katalysatoren in einem Bindemittel eignet sich die Bestimmung der Trockenzeit mit einem Trockenzeitmessgerät (Drying Recorder). Ein solches Prüfverfahren beschreibt die ASTM D5895. Analog dieser Prüfmethode wurden Trockenzeitmessungen mittels eines Drying Recorders Typ BK3 (The Mickle Laboratory Engineering Co. Ltd., Goose Green, Gomshall, Guildford, Surrey GU5 9LJ., U. K.) durchgeführt. Dabei wurden auf Standardglasstreifen (30 × 2,5 cm × 2 mm) mittels einer Kastenrakel (Erichsen Model 360) dünne Bindemittelfilme aufgetragen. Die Standardglasstreifen wurden zuvor mit Aceton und nachfolgend einer Ethanol / VE-Wasser-Mischung von Staub, Schmutz- und Fettanhaftungen befreit. Es wurde sodann der Schieber mittels eines Hebels auf der Rückseite, nach links in Startposition verschoben. Dann wurden die Ritznägel auf die Probenglasplatten runtergeklappt. Die Prüfdauer wurde auf 6, 12 bzw. 24 Stunden eingestellt und die Messung gestartet. Nach Ablauf der Prüfdauer wurden die Ritznägel hochgeklappt und die Glasplatten zur Beurteilung herausgenommen. Die An- und Durchtrocknungszeitpunkte wurden anhand der angebrachten Zeitskala abgelesen.
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d) Pendelhärte nach König
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Bei der Pendelhärte Bestimmung nach König (DIN 53157 oder EN ISO 1522) dient die Dämpfung eines schwingenden Pendels als Maß. Das Pendel mit zwei Edelstahlkugeln wird auf einen Lackfilm gesetzt. Es besteht eine physikalische Beziehung zwischen Dauer der Pendelschwingung, Amplitude und den geometrischen Abmessungen des Pendels. Das viskoelastische Verhalten der Beschichtung ist ausschlaggebend für die Härte. Wird das Pendel in Schwingung versetzt, rollen die Kugeln auf der Oberfläche und üben somit Druck auf sie aus. Die mehr oder weniger starke Rückfederung hängt von der Elastizität ab. Das Fehlen elastischer Kräfte verursacht eine starke Dämpfung der Pendelbewegung. Hohe elastische Kräfte dagegen verursachen nur eine geringe Dämpfung. Pendelhärte nach „König“: Schwingungsanzahl in osc.
1 Oszillation = 1,4 Sekunden
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e) Glanzmessung und Glanzhaltung
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Das Prinzip der Glanzmessung beruht auf der Messung der gerichteten Reflexion nach DIN EN ISO 2813. Dazu wird die Intensität des reflektierten Lichts in einem schmalen Bereich des Reflektionswinkels gemessen. Die Intensität des reflektierten Lichtes hängt vom Material und dem Einstrahlwinkel ab. Bei Lacken wird mit zunehmender Einstrahlung mehr Licht reflektiert. Der Rest des eingestrahlten Lichtes dringt ins Material ein und wird dort, je nach Farbton, zum Teil absorbiert oder diffus gestreut. Die Messergebnisse des Glanzmessers werden nicht auf die eingestrahlte Lichtmenge bezogen, sondern auf einen schwarzen, polierten Glasstandard mit definiertem Brechungsindex. Für diesen Standard wird der Messwert = 100 Glanzeinheiten gesetzt (Kalibrierung). Die Glanzhaltung in % einer Lackoberfläche errechnet sich mit folgender Formel: Glanzhaltung in % = B·100 / A
- B
- = Glanzgrad nach UV-Belastung
- A
- = Glanzgrad vor UV-Belastung
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f) Farbabstand ∆E
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Delta E, oft als dE oder ∆E geschrieben, ist ein Maß für den empfundenen Farbabstand, das möglichst für alle auftretenden Farben „gleichabständig“ ist. Das Delta steht hierbei als Zeichen der Differenz. Damit können Arbeiten, die sich mit Farben befassen, quantifiziert werden. Der Farbabstand wird normalerweise als Delta E angegeben. In DIN 5033 Teil 2 wird der Begriff Farbabstand gegenüber dem Begriff Farbdifferenz bevorzugt. Gegenüber Farbunterschied steht er für die quantifizierte Form. Jeder real auftretenden Farbe, auch jeder von einem Geräte abgegebenen oder gemessenen Farbe, lässt sich in einem dreidimensionalen Raum ein Farbort zuordnen. Diese Möglichkeit ist im Graßmannschen Gesetz begründet.
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Der Wert von Delta E zwischen den Farborten (L*, a*, b*)
p und (L*, a*, b*)
v wird nach
ISO 12647 und
ISO 13655 als euklidischer Abstand berechnet:
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Bewertung von ΔE
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Für Farbdifferenzen ΔE als euklidischer Abstand der L*a*b*-Werte (oder aus den Polarkoordinaten L*C*h*) wird üblicherweise die in der folgenden Tabelle benannte Beurteilung angegeben.
ΔE | Bewertung |
0,0 ... 0,5 | kein bis fast kein Unterschied |
0,5 ... 1,0 | Unterschied kann für das geübte Auge bemerkbar sein |
1,0 ... 2,0 | merklicher Farbunterschied |
2,0 ... 4,0 | wahrgenommener Farbunterschied |
4,0 ... 5,0 | wesentlicher Farbunterschied, der selten toleriert wird |
oberhalb 5,0 | die Differenz wird als andere Farbe bewertet |
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Im CMC-System wird der Wert ΔE = 1, als „noch tolerierbare Farbabweichung“ notiert. Da Farbräume trotz der erreichten Verbesserungen nur in der nahen Umgebung des Farbortes empfindungsgemäß sind, ist ein ΔE = 10 und höher bevorzugt als andere Farbe zu sehen.
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g) QuV-A Prüfung
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Die Beurteilung der Wetterbeständigkeit von Beschichtungen wird mittels eines QUV Schnellbewitterungsgerätes simuliert. Mit einer UVA-340-Lampe bietet das QUV die realistischste Simulation von Sonnenlicht im kurzwelligen Anteil des Spektrums [Sonnenlicht im kritischen Kurzwellenbereich zwischen 365 nm und dem unteren Grenzwert für Sonnenlicht (295 nm)]. Das QUV liefert exzellente, relative Vorhersagen über Schäden, die Materialien im Freien erleiden. Die Prüfung wird nach der ASTM G 154 Norm als Zyklen-Test durchgeführt. Ein Zyklus beinhaltet:
- a) UV-Bestrahlung von 8 Stunden mit einer Strahlungsintensität von 0,89 W/m2 bei einer Temperatur von 60 °C
- b) Ein Kondensationsintervall von 4 Stunden ohne UV-bestrahlung bei 50 °C
Die hergestellten Lackoberflächen mit den aus den Beispielen hergestellten Bindemitteln wurden dann insgesamt 1000 Stunden belastet.
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Beispiel 1
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In einem Reaktionskessel werden 517 g Silres SY 231 (methoxyfunktionelles Methyl-/Phenylsilikonharz der Firma Wacker), 180 g Neopentylglykol, 180 g Trimethylolpropan, 360 g Methylhexahydrophalsäureanhydrid und 270 g 2-Octyldodecan-1-ol eingefüllt und auf 180 °C unter Stickstoffzufuhr mit einem aufgesetzten Kolonnenaufsatz zur Abscheidung des während der Reaktion entstehenden Alkohols und Wassers erhitzt. Die Temperatur wird kontinuierlich bis 230 °C erhöht. Nach etwa 8 bis 13 Stunden wird die Polykondensation nach Erreichen von Säurezahlen < 5 mg KOH/g beendet. Hierbei beträgt der Umsatz etwa 96 %. Das erhaltene Silikon-Polyester-Hybrid-Harz wird mittels n-Butylacetat auf einen Festkörpergehalt von 90 Gew.-% eingestellt. Es wurden folgende Kennzahlen erhalten:
Feststoffgehalt: | 90 Gew.-% (1h bei 125 °C) |
Viskosität: | 5500 mPa·s |
Säurezahl: | 3,6 mg KOH/g |
Hydroxylzahl: | 119 mgKOH/g |
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Beispiel 2
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In einem Reaktionskessel werden 80 g DC 3074 (methoxyfunktionelles Methyl-/Phenylsilikonharz der Firma Dow Corning), 41 g Adipinsäure, 98,7 g Methylhexahydrophalsäureanhydrid, 106,3 g Neopentylglykol, 23,8 g Ethylenglykol eingefüllt und auf 180 °C unter Stickstoffzufuhr mit einem aufgesetzten Kolonnenaufsatz zur Abscheidung des während der Reaktion entstehenden Alkohols und Wassers erhitzt. Die Temperatur wird kontinuierlich bis 230 °C erhöht. Nach etwa 8 bis 13 Stunden wird die Polykondensation nach Erreichen von Säurezahlen < 5 mg KOH/g beendet. Hierbei beträgt der Umsatz etwa 96 %. Das erhaltene Silikon-Polyester-Hybrid-Harz wird mittels n-Butylacetat auf einen Festkörpergehalt von 80 Gew.-% eingestellt. Es wurden folgende Kennzahlen erhalten:
Feststoffgehalt: | 80 Gew.-% (1h bei 125 °C) |
Viskosität: | 480 mPa·s |
Säurezahl: | 2,0 mg KOH/g |
Hydroxylzahl: | 110 mg KOH/g |
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Beispiel 3 (Erfindungsgemäß)
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In einem Reaktionskessel mit Rückflusskühler und Tropftrichter werden 350 g des aus Beispiel 1 hergestellten hydroxyfunktionellen Silikon-Hybrid-Harzes vorgelegt. Bei Raumtemperatur werden unter Stickstoffzufuhr 100,3 g Vestanat® IPDI (der Firma Evonik Industries AG) zugetropft, auf 50 °C erwärmt und ca. 2 Stunden bei der Temperatur gehalten bis der theoretische NCO-Wert von 4,8 % (auf Festharz) erreicht ist. Es wird auf Raumtemperatur abgekühlt und in einem separaten Tropftrichter werden 111,4 g N-(3-Trimethoxysilylpropan-1yl-)-N-n-butylamin (Dynasylan® 1189 der Firma Evonik Industries AG) zugetropft, so dass die Temperatur von 40 °C nicht überschritten wird. Nach beendigter Zugabe wird das erhaltene Bindemittel mit einem Lösemittelgemisch aus 2 Teilen n-Butylacetat und 1 Teil Isobutanol auf einen Festkörper von 75 Gew.-% eingestellt.
Viskosität: 5000 mPa·s
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Beispiel 4 (Erfindungsgemäß)
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In einem Reaktionskessel mit Rückflusskühler und Tropftrichter werden 200 g des aus Beispiel 2 hergestellten hydroxyfunktionellen Silikon-Hybrid-Harzes vorgelegt. Bei Raumtemperatur werden unter Stickstoffzufuhr 57,3 g Vestanat® IPDI (der Firma Evonik Industries AG) zugetropft, auf 50 °C erwärmt und ca. 2 Stunden bei der Temperatur gehalten bis der theoretische NCO-Wert von 4,0 % (auf Festharz) erreicht ist. Es wird auf Raumtemperatur abgekühlt und in einem separaten Tropftrichter werden 84,5 g Bis(3-triethoxysilylpropyl)amin (Dynasylan® 1122 der Firma Evonik Industries AG) zugetropft, so dass die Temperatur von 40 °C nicht überschritten wird. Nach beendigter Zugabe wird das erhaltene Bindemittel mit einem Lösemittelgemisch aus 2 Teilen n-Butylacetat und 1 Teil Isobutanol auf einen Festkörper von 75 Gew.-% eingestellt.
Viskosität: 1500 mPa·s
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Beispiel 5 (Erfindungsgemäß)
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In einem Reaktionskessel mit Rückflusskühler und Tropftrichter werden 200 g des aus Beispiel 1 hergestellten hydroxyfunktionellen Silikon-Hybrid-Harzes vorgelegt. Bei Raumtemperatur werden unter Stickstoffzufuhr 63,0 g Vestanat® EP-IPMS (3-Isocyanatpropyltrimethoxysilan der Firma Evonik Industries AG) zugetropft, auf 50 °C erwärmt und ca. 3 Stunden bei der Temperatur gehalten bis keine freien Isocyanatgruppen mehr vorhanden sind. Nach beendeter Reaktion wird das erhaltene Bindemittel mit n-Butylacetat auf einen Festkörper von 80 Gew.-% eingestellt.
Viskosität: 1000 mPa·s
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Herstellung eines Decklackes
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Aus den entsprechenden Bindemitteln aus den Beispielen 3 bis 5 wird, wie nachstehend beschrieben, ein weißpigmentierter Decklack (Tabelle 1) sowie ein Klarlack (Tabelle 2) hergestellt. Tabelle 1
| Weißlack 1 | Weißlack 2 | Weißlack 3 |
Bindemittel Beispiel 3 (75 %) | 56,0 | | |
Bindemittel Beispiel 4 (75 %) | | 56,0 | |
Bindemittel Beispiel 5 (80 %) | | | 48,0 |
Tego Airex® 9001 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
Tego Dispers® 6702 | 0,90 | 0,9 | 0,8 |
Butylacetat | 3,6 | 3,2 | 6,3 |
Isobutanol | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
Thixatrol ST3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
Kronos 23154 | 30,0 | 30,0 | 27,0 |
Blanc fixe micro5 | 7,0 | 7,0 | 6,4 |
Dynasylan® MTMS6 | - | - | 9,0 |
Tib Kat 3187 | 0,4 | - | 0,4 |
Salicylsäure8 | - | 0,8 | - |
Gesamtgewicht | 100 | 100 | 100 |
Festkörper Lack | 80,0 % | 80,0 % | 80,0 % |
1 Tego Airex 900 ist ein Entlüfter der Fa. Evonik Industries AG
2 Tego Dispers 670 ist ein Dispergieradditiv der Fa. Evonik Industries AG
3 Thixatrol ST ist ein Rheologieadditiv der Fa. Elementis
4 Kronos 2315 ist ein Titandioxid der Fa. Kronos
5 Blanc fixe micro ist ein mikronisiertes Bariumsulfat der Fa. Sachtleben
6 Dynasylan MTMS ist Methyltrimethoxysilan
7 Tib Kat 318 ist ein Katalysator der Fa. Tib Chemicals
8 Salicylsäure ist ein Katalysator Tabelle 2
| Klarlack 1 | Klarlack 2 | Klarlack 3 |
Bindemittel Beispiel 3 (75 %) | 95,0 | | |
Bindemittel Beispiel 4 (75 %) | | 95,0 | |
Bindemittel Beispiel 5 (80 %) | | | 84,0 |
Butylacetat | 4,3 | 3,6 | 1,3 |
Tib Kat 218 | 0,7 | | 0,7 |
Salicylsäure | | 1,4 | |
Dynasylan® MTMS | | | 14,0 |
Gesamtgewicht | 100 | 100 | 100 |
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Die Klarlacke 1 bis 3 wurden unter Zuhilfenahme der Katalysatoren Tib Kat 318 oder Salicylsäure über Hydrolyse-/Kondensationsreaktion der Silyltrialkoxygruppen ausgehärtet. Die Klarlacke wurden mit nahezu gleicher Trockenschichtdicke von ca. 50µm aufgezogen und 7 Tage bei Raumtemperatur (ca. 20 bis 25°C) getrocknet. Anschließend wurden Pendelhärten nach König, Trockenzeiten mittels drying recorder, und die UV-Stabilität nach 1000 Stunden UV-A Belastung bewertet. In Tabelle 3 sind die Prüfergebnisse zusammengefasst. Tabelle 3: Klarlackergebnisse
| Klarlack 1 | Klarlack 2 | Klarlack 3 |
Schichtdicke µm | 50 | 47 | 46 |
Antrocknung in Stunden | 3,5 | 6 | 4 |
Durchtrocknung in Stunden | 7 | 15 | 8 |
Pendelhärte nach König in sec | | | |
nach 4 Tag
nach 7 Tagen | 24
49 | 23
47 | 20
40 |
1000 Stunden QUV-A Belastung | | | |
Glanzhaltung in % 20°-Winkel
∆E | 94
0,9 | 100
1,1 | 95
0,8 |
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Von den Weißlacken aus Tabelle 1 wurde die Chemikalienbeständigkeit geprüft. Die Weißlacke 1 bis 3 wurden unter Zuhilfenahme der Katalysatoren Tib Kat 318 oder Salicylsäure über Hydrolyse-/Kondensationsreaktion der Silyltrialkoxygruppen ausgehärtet. Die Weißlacke wurden mit nahezu gleicher Trockenschichtdicke von ca. 50µm aufgezogen und 7 Tage bei Raumtemperatur (ca. 20 bis 25 °C) getrocknet.
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Anschließend wurden die Beschichtungen 8 Stunden mit einen getränktem Wattebausch aus der in Tabelle 4 aufgelisteten Chemikalien bei Raumtemperatur (20 bis 25 °C) belastet. Tabelle 4 Chemikalienbeständigkeit Weißlacke
| Weißlack 1 | Weißlack 2 | Weißlack 3 |
Essigsäure (10 %) | 2 | 2 | 2 |
Salzsäure (10 %) | 1 | 1 | 2 |
Schwefelsäure (50 %) | 1 | 1 | 2 |
Natronlauge (20 %) | 2 | 2 | 2 |
Hydrauliköl | 2 | 2 | 2 |
Isopropanol | 3 | 3 | 3 |
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Ranking / Bewertung:
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- 1
- = keine Veränderung der Lackoberfläche
- 2
- = leichter Angriff der Lackoberfläche
- 3
- = starker Angriff der Lackoberfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0274112 [0003]
- WO 2005/100482 [0043]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN ISO 3251:2008 [0048]
- ASTM D5895 [0049]
- DIN 53157 [0050]
- EN ISO 1522 [0050]
- DIN EN ISO 2813 [0051]
- en, polierten Glasstandard mit definiertem Brechungsindex. Für diesen Standard wird der Messwert = 100 [0051]
- DIN 5033 Teil 2 [0052]
- ISO 12647 [0053]
- ISO 13655 [0053]
- ASTM G 154 [0056]